2.variabel proses

VARIABEL PROSES

VAIABEL PROSES• Variabel proses ???

• Berbagai ukuran yang digunakan untuk mencirikan atau menggambarkan proses

PROSESLaju Alir,P, T, x

Variabel proses :• 1, Mengukur kuantitas bahan atau

komposisi kimia spesifik :

Massa, Volume, dan Mol• 2, Pengukuran yang digunakan untuk

kondisi proses spesifik

Tekanan dan Suhu

•Massa :Kekekalan massa :

• “Zat tak dapat di cipta dan dihilangkan “

mA + mB = mT or mA + mB = mC + mD

VolumeUntuk volume: tidak ada hukum kekekalan secara umum:1, Untus gas, VA + VB ≠ VT2, Untuk cair, VA + VB = VT(bila perubahan volume diabaikan)

Massa dan Volume: Densitas dan Specific Gravity

Densitas ( ρ): perbandingan massa per volume

1. Densitas gas tergantung pada tekanan dan suhu

2. Densitas padatan dan cairan tidak berubah signifikan pada kondisi tekanan ruang tetapi berubah dengan suhu,

Specific Gravity (sp gr): perbandingan dua densitas (satu zat dengan zat referensi)

Spesifik graviti gas sering udara sebagai referensi, tetapi juga boleh dimbil gas jenis lain,Referensi zat cair dan padatan umumnya air pada suhu 4oC

Specific Gravity (sp gr): harga sp gr dicantumkan suhu pengukuran dan suhu referensinya,

Artinya: sp gr zat adalah 0,73 pada suhu 20oC dan referensi zat (air) pada suhu 4oC,Bila suhu tak dicantumkan, asumsikan suhu ambien dan 4oC,

Contoh:Hitung densitas air raksa dari tabel sp gr, dan hitung volume (ft3) bila berat air raksa 215 kg,Jawab:Dari Tabel B1 (Felder) : sp gr air raksa 13,546, sehingga:

Pada industri obat mempunyai BM 192, dimasukkan ke dalam reaktor dengan laju 10,5 l/mnt , Konsentrasi obat 41,2% (larut dalam air) dengan sp gr 1,024, Hitung konsentrasi obat (kg/l) dan laju alir obat (kg mol/mnt),Penyelesaian:Info: sp gr, BM, konsentrasi,Sp gr densiti laju (massa/mnt) konversi ke (kg mol/mnt)

Basis 1 kg larutan:

Konversi 10,5 L ??? Kg

g larutan g H2O 1 kg 1000 cm3

cm3 cm3 1000 gr 1 L = kgg H2O L

cm3

1,024densitas larutan

= 1,0241

1

0,412 kg obat 1,024 g 1 kg 10000 cm3 kg obat1 kg larutan 1 cm3 1000 g 1 L L larutan

0,422=

10,5 L larutan 0,422 kg larutan 1 Kg mol obat kg mol1 min 1 L larutan 192 kg obat min

= 0,02

Dalam duania industri petrokimia dikenal sp gr skala API,Persamaan skala API:

• Atau

Laju AlirLaju alir massa (F) =G/t

G = massa; t = waktu

Laju alir volume (Q) = V/tV = volume

Laju alir molar (N) = n/tn = mol

KOMPOSISI

1. Fraksi Mol: banyak mol zat (ni)/ total mol campuran (nT)

total fraksi campuran = 1

2. Fraksi Massa: massa zat/total massa campuran bila kedua sis dibagi dengan nT

dimana :

Untuk mengkonversi fraksi : tentukan terlebih dahulu basis

Contoh: Komposisi gas (%) sbb: O2 = 16; CO = 4 ; CO2 = 17 dan N2 = 63

xO2 = 0,16 gr O2/gr total

Ditanya: komposisi dalam % molJawab:

Berat Molekul Rata-rata ( )

Contoh:Hitung BM rata-rata udara bila diketahui:1. Komposisi molar N2 79% dan O2 21%

2. Komposisi massa N2 76,7% dan O2 23,3%

Penyelesaian:1,

2,

Latihan:1. Berat atom H = 1 dan Br = 80 Ditanya: Fraksi massa dan mol Br dalam HBr

2. Bila 100 lbm/min zat A (MA = 2) dan 300 lbm/min zat B (MB = 3) mengalir melalui suatu pipa,Ditanya: fraksi massa dan mol zat A dan B, laju alir zat A dan B (massa dan molar), total laju alir (massa dan molar campuran)

Jawaban

KONSENTRASIDef: molaritas : jumlah mol per stuan volume

Ci = molaritas = ni/V

ρi = densitas = mi/V

Ci = ni/V = mi/(MV) = ri/Mi

Basis Kering

Gas Basah:

Gas Kering:

Contoh:Gas alam mempunyai komposisi:

Tentukan komposisi dalam basis keringPenyelesaian:Basis 100 mol gas

komponen xi Mi (g/mol)CO2 0,015 44CH4 0,820 16C2H6 0,040 30H2O 0,125 18

komponen ni xi‘ fraksi kering) mi(g) = niMi wi

CO2 1,5 1,5/87,5 = 0,017 66 66/1723 = 0,038CH4 82,0 82/87,5 = 0,937 1312 1312/1723 = 0,761C2H6 4,0 4/87,5 = 0,046 120 120/1723 = 0,070H2O 12,5 -------- 225 225/1723 = 0,131Total 100,0 1,000 1723 1,000

100-12,5= 87,5

Rubah fraksi mol ke fraksi beratBasis : total mol zat (gas) = 100

Zat

xi (fraksi mol)

Mi (g/mol)

ni (mol) mi (g)Fraksi

berat, wi

CO2 0,015 44 1,5 66 0,04

CH4 0,82 16 82 1312 0,76

C2H6 0,04 30 4 120 0,07

H20 0,125 18 12,5 225 0,13total 1 100 1723 1,00